TANATOCHIMIA

Obiective Studiul fundamental al transformărilor biochimice, calitative şi cantitative care însoţesc tranziţia între viaţă şi moarte Determinarea etiologică a cauzei morţii şi a condiţiilor patologice preexistente care au favorizat moartea Stabilirea unor criterii de diagnostic fiabile pentru diferenţierea leziunilor vitale şi post-vitale Tanatocronologia Definirea unor criterii de diagnostic standardizat în moartea cerebrală

Transformări biochimice În perioada agonică/post-mortem – subst organice suferă alterări cantitative şi calitative rapide Observarea interacţiunilor biochimice complexe şi multiple variabile fizico-chimice interdependente → constatări – achiziţii fundamentale

Achiziţii fundamentale Umoarea vitroasă – cel mai indicat lichid biologic pt analiză biochimică (c% alcool vitros/sânge=1,2) Cele mai indicate subst biologice (relativ neafectate de autoliză) Electroliţi (Na, Cl, Ca, Mg) Comp azotaţi (uree, cresatinină) Imunoglobuline, mioglobină, NAF Enzime (CK, colinesteraza, lipaze, amilaze, catepsină) Lipide totale, TG, colesterol, acizi graşi liberi Hormoni (serotonină, catecolamine, insulină, cortizol, tiroxină, TSH)

Achiziţii fundamentale Datorită unor influenţe multifactoriale, unele subst biologice sunt improprii investig tanatochimice Electroliţi (K, CO, P, O2) Compuşi azotaţi (NH3, purine, pirimidine, nucleotide, AA) Proteine (albumine, globuline) Enzime (fofataze, transaminaze, LDH) Glucide (glucoza, ac lactic, ac piruvic, inozitol)

Cauza morţii/patologie preexistentă Procese patologice care se manifestă doar prin tulburări fucţionale sau modificări histopatologice necaracteristice A. Come B. Intoxicaţii exogene C. IM cu perioadă de supravieţuire sub 6h D. Moartea subită de alte etiologii E. Hipotermia F. Electrocuţie G. Epilepsie H. Moartea intrauterină a fătului

Coma 1. Coma hiperglicemică Glucoza Dozări din cord drept/VCI – ↑↑ (glicogenoliză hepatică PM → difuzie în vase adiacente) Umoarea vitroasă – neinfluenţată de glicogenoliza PM (> 200 ml/dl – diabetici) Acetona > 5mmol/l Sânge periferic – fals crescută în asfixii, hemoragii cerebrale, ICC, electrocuţii, RCR Demonstrarea glicozuriei şi cetonuriei + ac lactic (mg/dl) > 410 mg/dl = DZ decompensat

Coma hiperglicemică Hemoglobina glicată Mai fiabilă decât Glucoza (mai stabilă PM) Legarea neenzimatică a Hb de G în sângele periferic vn la non-diabetici 6,26 ± 0,8 (% din Hb totală) – IPM 0-12h 6,36 ± 1,0 (% din Hb totală) – IPM 12-24h Variază Creşte – diabet (x2) Scade – boli hemolitice, Hb-patii, hemoragii cr/ac

Coma hiperglicemică Fructozamina Aceeaşi stabilitate ca si Hb-G Raport F/proteine totale X1,7 la diabetici faţă de non-diabetici

Coma 2. Coma hipoglicemică Glucoza (+ ac lactic (mg/dl)) Insulina > 375 mg/dl – exclud hipoglicemia < 160 mg/dl – susţin hipoglicemia Insulina Informaţii mai precise şi mai fiabile Val antemortem variază cu temperatura Detectabilă PM 6 zile: 80-90% (4oC)/75% (24oC) hipoglicemie în sângele AD + test pozitiv corpi cetonici → hipoglicemie antemortem

Coma 3. Coma uremică Ureea, creatinina foarte stabile PM Uree 47,4 mg/dl (fct renală normală AM) Fosfaţi, sulfaţi Cresc proporţional cu ureea şi cretinina Fosfat – în ser: 0,8 mEq/l (AM) → 5,2 mEq/l (PM) Sulfat – ser: 3,8 mg/dl; LCR: 2,5 mEq/l (normal)

Urobilinogenul nu se modifică PM Coma 4. Coma hepatică Glutamina 3x în LCR (insuf hepatică) Creşte liniar cu IPM ( → momentul prelevării) Bilirubina Aprox identic cu cel AM Creşte liniar cu IPM (aprox 0,02 mg/dl/h) Urobilinogenul nu se modifică PM afectarea hepatică gravă (PM) – determinare colesterol, hipoproteinemie cu inversare raport A/G, bilirubină (↑), urobilinogen urinar anormal afectare hepatică moderată - dificil de diagnosticat (enzimele cresc datorită autolizei)

Intoxicaţii exogene Determinarea activităţii colinesterazice în intoxicaţiile cu OF (TOXICOLOGIE ML)

Infarct miocardic acut În lichidul pericardic CK (MM1/MM2/MM3) CK= 6968 U/l CK-MB= 18,7% din CK CK-MM= 81,22% din CK Cantităţi crescute de mioglobină, catepsină D, HDL şi LDL, apolipoproteina a1, lipoproteina a

Infarctul miocardic acut Diferenţe între zonele ischemice şi cele nonischemice miocardice Conţinut de lipide, ac graşi, carnitină, hidroxi- butirat dehidrogenaza zonă ischemică Raport K/Na < 1 Absente prealbumina, Mb, miozina, CRP, ceruloplasmina, alfa-1-AT Fracţiunea C 5b-9 a complementului - + la câteva minute de la instalarea ischemiei este relativ rezistentă la autoliză → poate fi marker ideal

Moartea subită 1. cauză endocrină 2. hiperpotasemie 3. cauze imunologice 4. reacţia hemolitică posttransfuzională 5. tulburări hidroelectolitice 6. sdr morţii subite a sugarului

Cauza endocrină Criza tireotoxică Insuficienţa suprarenală acută Niveluri serice tiroxină (↑) şi TSH (↓) - realtiv nealterate 24-48h PM Insuficienţa suprarenală acută Cortizol plasmatic (↓) - relativ stabil (nealterat de autoliză) 48-72h PM (vn în LCR= < 4ng/ml)

Hiperpotasemie Moartea subită la tineri în urma unor eforturi fizice la care autopsia nu relevă modificări patologice Posibil: hiperK de efort ← permeabilitate anormală a fibrei musculare striate pt K dg. PM: K – dificil de interpretat Ca ↑ în celule miocardice + catecolamine circulante ↑

Cauze imunologice Se pot diagnostica: Miocardita virală Aortita sifilitică Sdr Goodpasture (Ac anti-membrană bazală) Miastenia gravis acută (Ac anti-muşchi neted, anti-receptori colinergici) Meningococcemie (polizaharide capsulare) Sdr Reye (Ac virali) SIDA (Ac specifici - < 35 zile PM)

Cauze imunologice Şoc anafilactic Ig E, Ig M – suficient de stabile PM Niveluri plasmatice crescute de Histamină Cortizol Adrenalină Noradrenalină

Reacţie hemolitică posttransfuzională Folosind Ac monoclonali anti-grup sanguin A,B şi H pe secţiuni la parafină din principalele organe filtru (plămân, ficat, rinichi) se pot identifica complexele Ag-Ac ← import masiv şi brutal de Ag AB0 străine

Tulburări hidroelectrolitice Pattern hipertonic (deshidratare) ↑ Na şi Cl; PM: Na sanguin ↓ cu 0,9 mEq/l/h; Na vitros – stabil Cl sanguin ↓ cu 0,97 mEq/l/h; Cl vitros - stabil Pattern uremic ↑ N şi creatinină în vitros, fără creşteri semnificative ale Na şi Cl Pattern hipotonic (hiperhidratare/hipoNa) Na, Cl ↓ + K ↓ (< 15 mEq/l) Pattern de descompunere Na, Cl ↓ + K ↑ (> 20 mEq/l)

Sdr morţii subite a sugarului Observaţii → Sindrom multifactorial Alterarea metabolismului glucidic Ac lactic în vitros ↑ (204 ± 50 mg%) se asociază cu activitate scăzută a fosfoenolpiruvatkinazei (PEPCK) Enzimă modulatoare a gluconeogenezei hepatice Valoare media PM 3,2 ± 0,45 U/g Acivitatea PM nu depinde de vârstă/to de păstrare a cadavrului şi este stabilă până la 60-68 h Hipoxia LDH şi hipoxantine în vitros ↑

Sdr morţii subite a sugarului Tulburări hidroelectrolitice Ca, P, K, Cl, Mg ↑ în vitros Defect de maturaţie a SNC (sinteza şi secreţia mediatorilor) Beta-endorfine ↓↓ în nucleul cuneat + melatonină ↓↓ (vn 91 ± 29 pmol/l) Ipoteze infirmate Hipoglicemia, hipoCa, hipoMg Hipogamaglobulinemia Hipovitaminoze (B1, E) Anomalii hormonale (tiroidiene, suprarenaliene)

Hipotermia Autopsia – informaţii limitate Hiperglicemie în vitros (82,6 mg/dl – refrigeraţie/ 37 mg/dl alte cauze) ← încetinirea glicolizei CPK ↑5x în LCR Metaboliţii catecolaminelor ↑ în LCR Catecolamine ↓ plasmatic + ↑ în urină Index de hipotermie (Hirvonen) Raport adrenalină/noradrenalină ↑ 24x

Moarte intrauterină a fătului Electrocuţie ! cazuri fără marcă electrică evidentă Mioglobină serică ↑ Creşte şi după defibrilare, dar la valori mai mici CK şi CK-MB ↑ (> 400 U/l) Moarte intrauterină a fătului CPK ↑ în lichidul amniotic

Epilepsie Majoritatea autopsiilor – necaracteristice Toxicologic – uneori antiepileptice în doze subterapeutice Prolactina ↑ (> 1000 mU/l) în LCR – convulsii generalizate 5-OH triptamina ↓ - un episod convulsiv

Investigaţii complementare Asfixie Relativ independent de mecanism Hipoxantine ↑ în vitros (vn 7,6 mmol/l) Fosfolipide ↑ în lichidul alveolar LDH ↑ în ser (> 180 mU/ml) Submersie NAF ↑ (350pg/ml – apă dulce, 190-200 pg/ml – apă sărată; vn 70- 80 pg/ml) Mg ↑ în LCR (3-6 mEq/l – !apă sărată; vn 1-2,7 mEq/l) Dg diferenţial submersie apă sărată/dulce Stronţiu ↑ (100-10000 microg/l – apă dulce, 13000 – apă sărată; vn 20-40 microg/l)

Investigaţii complemetare Asfixie Comprimarea gâtului Tiroglobulina serică ↑ (> 200 ng/ml) În absenţa unei afecţiuni pulmonare sugerează comprimare vitală a lojei tiroidiene Histamina ↑ la nivel pulmonar Detresa respiratorie acută a copilului ↑ marcată STH independentă de modificărle echilibrului acidobazic, glicemiei, insulinemiei sau temperaturii

Modificări patologice „de fond” Alcoolism cronic Transferină desialilată (săracă în carbohidraţi)↓ Zn ↓ în vitros (medie 80,6 microg/100ml; vn 108 microg/100ml) Cord de stres Corelaţii pozitive între modificările degenerativă miofibrilare ale cardiocitelor şi catecolaminele plasmatice

Diferenţiere leziuni vitale/postmortem Plăgi ! produse la scurt timp înainte/după deces (5- 15') Enzime: α-tripsin-inhibitor, α-1- antichimotripsina, α-2-macroglobulina – apar în 10' AM/nu apar PM sinteza ARN la nivelul plăgii depinde de timpul dintre producere şi deces Dg diferenţial vital/nonvital 24h PM PG F2α ↑ (100%) în 10-60' AM/nu cresc PM Fiabilitate crescută - + Fb ↑

Diferenţiere leziuni vitale/postmortem Plăgi Ioni: Ca, Mg, Zn şi raporturile Ca/Zn, Ca/Mg, Mg/Zn variază din momentul producerii Dg diferenţial vital/nonvital + perioadă producere- deces Histamina ↑ rapid AM (5-20')/ normal sau ↓ PM Variaţii mari în diferite regiuni ale marginilor plăgii 5-hidroxitriptamina ↑ la 24h după producere Ac 5-hidroxiindolacetic ↑ la 10' la nivelul marginilor Dg diferenţial vital/nonvital 0-12 hPM

Diferenţiere leziuni vitale/postmortem Plăgi Poliamine Spermidina – la 12h de la producere Utilă în IPM 0-5 zile Putresceina – dozabilă de la 12h de la producere, cu peak la 24h Cadaverina – dozabilă la 3 zile Glicoforina Componentă a mb eritrocitare Dg diferenţial sângerări intavitam şi infiltrarea cu Hb a ţesuturilor PM Aplicabilă 0-9 zile PM Fibronectina - prezentă = caracter vital plagă

Diferenţiere leziuni vitale/postmortem Traumatisme închise Traumatisme minore Traumatisme musculare Proteine musculare (Mb!) părăsesc sarcoplasma Utile 0-3 zile PM TCC Posttraumatic, permeabilitatea barierei hematoencefalice se modifică → proteine plasmatice în ţ. cerebral (identificabile în citoplasma cel gliale luni-ani după 3 zile de la producere) Autoliză avansată: CK-BB ↑ în LCR + catepsina A şi aminopeptidaza ↑ → leziune gravă encefalică

Diferenţiere leziuni vitale/postmortem Traumatisme închise Traumatisme mecanice majore ! lipsa aparentă de gravitate a leziunilor contrastează cu evoluţia letală Hb în cel proximale tubi renali/ ↑ β-endorfinelor plasmatice Arsuri Vasopresina ↑ → 50x Angiotensina-2, neuropeptid-y, adrenalina, noradrenalina plasmatice ↑

Tanatocronologia Modificări iniţiale Întreruperea proceselor metabolice şi alterarea permeabilităţii mb biologice → (difuzie) modificări de concentraţie ale unor compuşi organici şi electroliţi Creatinina ↑ progresiv şi liniar în vitros (criteriu tanatologic IPM 3-10 zile) În ţesutul muscular ↑ direct proporţional cu IPM şi to To 10oC, IPM (zile) =11,09*creatinina+2,47 (aplicabilă până la 30 zile PM) To 20oC, IPM (zile)= 2,86*creatinina+6,97 (aplicabilă până la 15 zile PM) ! creatinina se măsoară în micromoli/g de ţesut muscular

Tanatocronologia Hipoxantina Variază liniar primele 24h PM în vitros (excepţie – hipoxie AM) Asociat cu K oferă estimări mai exacte K în vitros corectat după uree (se exclud cazurile cu uree> 100 mg/dl) IPM (zile)= 5,26*K-30,9 Sturner – IPM (zile)= 7,14*k-39,1 (to< 10oC) La copii – creşterea K este mult mai rapidă PM decât la adulţi → formulele nu se aplică Mg, Ca corelaţie pozitivă între IPM şi concentraţie Variabilitate individuală mare → limitează utilizarea

Tanatocronologia ph sanguin Cl – util pentru IPM după 6-96h Complement Majoritatea cercetătorilor: parametru prea aleator, uşor influenţabil ante şi post-mortem Cl – util pentru IPM după 6-96h Complement Clivajul spontan al fracţiunii C3 se corelează pozitiv cu IPM Viteza de clivaj puternic influenţată de to la care este păstrat cadavrul La 37 oC – estimări ale IPM până la 3-4 zile La 14 oC – estimări ale IPM până la 8-10 zile

Tanatocronologia Metaboliţi catecolaminici (în LCR) 3 Metoxitiramina Variaţiile se corelează pozitiv cu IPM IPM (zile)= (metaboliţi (ng/ml) - 315,17)/30,37 3 Metoxitiramina Concentraţia din partea dorsală a putamenului variază liniar în funcţie de IPM Corelată cu K → estimare IPM de 5,5-60h Melatonina Precizează momentul ciclului circadian în care s-a a avut loc decesul (peak - nocturn) Proteoglicani Degradarea din lichidul sinovial – dependentă de IPM

Tanatocronologia Enzime Corelând acivitatea proteazică miofibrilară (↑ liniar cu IPM la 18-20oC, dar nu la 4oC) cu activitatea CPK (↓ liniar cu IPM la 18-20oC, dar nu la 4oC) se poate obţine estimarea IPM până la 30 zile Face abstracţie de temperatura la care a fost păstrat cadavrul Glucagonul pancreatic este prezent în primele 6 zile PM; absenţa sa → IPM > 6 zile

Tanatocronologia Modificări tardive (putrefacţia) Apariţia ptomainelor (amine cadaverice) determinată de acţiunea unor decarboxilaze asupra AA, pare a avea o succesiune temporală Β-alanina, ac γ aminobutilic – imediat PM Agmantina, etanolamina, tzramina – 8-10 zile PM (to mediu= 20oC) Cadaverina, feniletilamina – 14-20 zile PM (20oC)/ 20-25 zile PM (10oC) Histamina, putresceina – aprox 30 zile PM

Criterii de diagnostic al morţii cerebrale Aminopeptidaza (în vitros) Moarte neviolentă: 10,19 UI/l Moarte violentă cu leziuni cerebrale: 36, 28 UI/l Catepsina A (în vitros) Moarte neviolentă: 13, 6 U/l Moarte violentă cu leziuni cerebrale: 17,1 U/l Creşteri importante ale metaboliţilor catecolaminici Glutation, glutation-peroxidaza ↓ → agonie de mică intensitate

Criterii de diagnostic al morţii cerebrale La debut: ↓ rapidă a excreţiei catecolaminelor (în ser şi urină) Schroeder: unii hormoni hipofizari (prolactina, TSH, LH, STH) – nivel seric aprox constant PM ← hipotalamusul şi hipofiza păstrază un minim de activitate; T4-normal, T3-scade Glicemia la persoane diagnosticate cu moarte cerebrală se corelează cu prognosticul grefelor de pancreas prelevate de la persoana respectivă < 200 mg% - favorabil (> 1 an supravieţuire) Insulina (45-57 microU/ml) şi peptidul C (11,6- 12,6 ng/ml) ↑

Tehnica recoltării umorii vitroase Copii Se introduce un ac (20G) ataşat la o seringă de 5/10 ml lateral de iris, la un unghi de 45o Se orientează medial după introducere (!!! a nu se atinge retina) Fluidul aspirat – clar şi incolor. Adulţi Se introduce un ac razant cu cantusul extern al ochiului la un unghi de 45o Se aspiră uşor pentru a evita contaminarea cu fragmente retiniene Se obţin 2-3 ml lichid lichid uşor vâscos din fiecare ochi